一、電源為什么會產生紋波?
AC-DC電源輸出端輸出直流電壓,但是可能由于電路濾波性能不好,輸出信號中有交流分量,從而導致輸出紋波的產生。輸出紋波的定義是指直流電源輸出時,疊加在直流穩定量上的交流分量。用示波器來看,會看到電壓上下輕微波動,就像水紋一樣,所以叫做紋波。
二、怎么處理紋波?
要想紋波小到幾乎沒有,也就是要求最后輸出的交流分量要接近于0,應該怎么做呢。
對于AC-DC開關電源來說,AC電壓(AC波形類似于正弦波)從上圖中橋式整流器的2腳和3腳輸入,經過橋式全波整流將交流電壓變化為單向的脈動電壓(波形圖如下圖中黑實線波形所示)。
之后需要再經過后面的大電解電容進行濾波,這個過程是這樣的:當脈動直流電壓從0一直向峰值上升的過程,一直對濾波電容充電,可以使此濾波電容C的電壓達到脈動電壓的峰值,然后當脈動電壓從峰值往下降的時候,此時濾波電容C存儲的能量開始放出,使整體輸出的電壓基本維持在一定的值。脈動電壓不斷變化,電容C也不斷充放電,最后達到一個平衡狀態,輸出穩定的直流電壓(波形圖如下圖中藍色線波形所示)。此時經過整流和濾波之后紋波可以說是很小了。在條件和成本允許的情況下,盡可能使用容量大的電容。
如果說此時紋波的大小還不達標,交流分量較大的話,可以再加一個π形LC濾波電路在輸出端。
三、總結
紋波電壓的害處:
1、容易在用設備中產生不期望的諧波,而諧波會產生較多的危害;
2、降低了電源的效率;
3、較強的紋波會造成浪涌電壓或電流的產生,導致燒毀用電設備;
4、會干擾數字電路的邏輯關系,影響其正常工作;
5、會帶來噪音干擾,使圖像設備、音響設備不能正常工作。
抵制紋波電壓的方法,常見的有以下幾種:
1、在成本、體積允許的情況下,盡可能采用全波或三相全波整流電路;
2、加大濾波電路中電容容量,條件許可時使用效果更好的LC濾波電路;
3、使用效果好的穩壓電路,對紋波抑制要求很高的地方使用模擬穩壓電源而不使用開關電源;
4、合理布線。
紋波測量:用示波器
要求:AC耦合,20MHZ帶寬限制,探頭接地端使用接地環
1、AC耦合是去掉疊加的直流電壓,得到精確的波形
2、20MHZ帶寬限制是為了防止高頻噪聲的干擾,防止出現錯誤的結果
3、示波器探頭的接地端盡可能使用接地環,這樣抗干擾能力強
"以20M示波器帶寬為限制標準,電壓設為PK-PK(也有測有效值的),去除示波器控頭上的夾子與地線(因為這個本身的夾子與地線會形成環路,像一個天線接收雜訊,引入一些不必要的雜訊),使用接地環(不使用接地環也可以,不過要考慮其產生的誤差),在探頭上并聯一個10UF電解電容與一個0.1UF瓷片電容,用示波器的探針直接進行測試;如果示波器探頭不是直接接觸輸出點,應該用雙絞線,或者50Ω同軸電纜方式測量"
審核編輯:湯梓紅
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